Im Bereich der Wasserversorgung ist eine präzise und zuverlässige Kontrolle des Wasserstands in den Tanks unerlässlich, um einen ununterbrochenen Service sicherzustellen und kostspielige Unterbrechungen zu vermeiden. Diese Fallstudie zeigt, wie eine kommunale Verwaltung im Osten Deutschlands ihr Wasserversorgungssystem optimierte, indem sie das intelligente Ventil FOCUS-1 einsetzte. Diese Lösung verbesserte das Management, steigerte die Energieeffizienz und stärkte die betriebliche Zuverlässigkeit.
Vorstellung der Gemeinde
Eine Gemeinde im Osten Deutschlands verwaltet zwei wichtige Wassertanks, um kontinuierlich Trinkwasser für die umliegenden Gemeinden bereitzustellen. Obwohl das Wasser aus verschiedenen Aufbereitungsanlagen hohe Qualitätsstandards erfüllt, weist es einen hohen Gehalt an Kalkstein auf. Um dieses Problem zu lösen, plant die Gemeinde den Übergang zu einem entfernten Tank, der über eine Fernleitung angeschlossen werden soll. Eine präzise und zuverlässige Kontrolle ist für dieses neue System unerlässlich.
Einschränkungen des traditionellen Systems
Um das Problem des hohen Kalkgehalts im aktuellen Wasser zu lösen, entschied sich die Gemeinde für einen entfernten Tank, der über eine Fernleitung verbunden ist. Die neue Leitung (DN300) arbeitet mit einem Druck von 10 bis 13 bar (145-188,5 psi). Es ist entscheidend, den Wasserstand im Tank und den Eingangsdrück präzise zu kontrollieren, um Schäden durch zu hohe Differenzdrücke und Kavitation zu vermeiden. Traditionelle Methoden, die Kolbenventile, Durchfluss- und Niveaumessgeräte sowie Prozessautomatisierung umfassten, erwiesen sich als komplex und kostspielig.
Anforderungen und Herausforderungen der Kontrolle
Die Implementierung des neuen Leitungssystems stellte mehrere Herausforderungen dar, die überwunden werden mussten, um einen zuverlässigen und effizienten Betrieb zu gewährleisten.
Hoher Kalkgehalt und Anforderungen der neuen Pipeline
Der Übergang zu einem entfernten Tank erforderte eine präzise Kontrolle, um den gewünschten Wasserstand zu halten und Schäden an der Infrastruktur durch hohe Differenzdrücke und Kavitation zu vermeiden.
Anforderungen an die präzise Steuerung
Die Fernleitung (DN300) arbeitet mit Drücken von 10 bis 13 bar (145-188,5 psi). Die Gemeinde musste die Wasserversorgung zu den erhöhten Tanks regulieren und dabei den Druck präzise kontrollieren, um Schäden an der Infrastruktur zu vermeiden.
Risiko von Kavitation
Kavitation, also das Implodieren von Gasblasen, kann aufgrund lokalisierter Druckspitzen erhebliche Schäden verursachen. Die Gemeinde verließ sich zuvor auf eine Kombination aus Kolbenventilen, Durchfluss- und Niveaumessgeräten sowie Prozessautomatisierung, um dieses Risiko zu mindern.
Energie- und Kostenfragen
Die Aufrechterhaltung einer Notstromversorgung für elektrische Ventile, die zwischen 3 und 4 kW verbrauchen, ist sehr kostspielig. Die Gemeinde wollte eine einfachere und günstigere Lösung und entschied sich daher für pneumatische Ventile, die etwa 15 W verbrauchen.
Stillstandsrisiken
Ausfälle traditioneller Ventile und Komponenten konnten zu längeren Stillständen und teuren Reparaturen führen. Darüber hinaus stellte die Aufrechterhaltung einer Notstromversorgung eine erhebliche Kostenbelastung dar.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wählte die Gemeinde das Ventil FOCUS-1.
Implementierung der Lösung FOCUS-1
Das Versorgungsunternehmen entschied sich für den FOCUS-1 intelligentes DosierventilDie Gemeinde entschied sich für das intelligente Ventil FOCUS-1, das Sensoren, Aktuatoren und Regelventil in einem einzigen Gerät integriert. Dieses Gerät ermöglicht eine präzise Steuerung von Druck, Durchfluss und anderen externen Variablen.
Pneumatische Funktionsweise
Die Gemeinde wählte das intelligente Ventil FOCUS-1, das Sensoren, Aktuatoren und Regelventil in einem einzigen Gerät vereint. Dieses Gerät ermöglicht eine präzise Steuerung von Druck, Durchfluss und anderen externen Variablen, während es die Energieeffizienz verbessert.
Kavitation verhindern
Die fortschrittlichen Algorithmen und das Design der FOCUS-1 verhindern, dass das Regelventil und der Ausgang in den Kavitationsbereich geraten. Dies schützt vor Schäden und verlängert die Lebensdauer der Infrastrukturkomponenten.
Digitaler Zwilling und Redundanz
Das intelligente Ventil erstellt einen digitalen Zwilling, sodass der Betrieb auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn ein Sensor ausfällt. Diese digitale Redundanz gewährleistet einen kontinuierlichen Betrieb und eine Datenübertragung über PROFINET für eine zustandsbasierte Wartung.
Vorteile und Ergebnisse für den Kunden
Verbesserte Kontrolle und Effizienz
- Präzise Kontrolle des Wasserstands: Die FOCUS-1 hält zuverlässig den gewünschten Wasserstand im Tank.
- Energieeinsparungen:Die pneumatische Funktionsweise reduziert den Energieverbrauch erheblich im Vergleich zu traditionellen elektrischen Ventilen.
- Kavitation-Diagnose: Verhindert Schäden durch spontane Drucklasten.
Vereinfachte Wartung
- Wartungsfreier Betrieb:Die integrierte Druckluftvorbereitung gewährleistet einen langfristig wartungsfreien Betrieb.
- Zustandsbasierte Wartung:Echtzeitdatenübertragung und Diagnosen ermöglichen eine proaktive Wartung.
Fazit
Diese Fallstudie zeigt, wie die Einführung des Ventils FOCUS-1 die Wasserversorgungssysteme transformierte. Durch präzise Kontrolle, Vermeidung von Kavitation und Reduzierung des Energieverbrauchs hat die Gemeinde nicht nur ihre Abläufe verbessert, sondern auch erhebliche Einsparungen realisiert. Um weitere Möglichkeiten zur Prozessoptimierung zu entdecken, lesen Sie unsere Artikel zur Vereinfachung von Prozessen und intelligenten Ventilen.
